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01  Der Wodan-Timburcoaster ist die erste Holzachterbahn im Europa-Park

Näherungsschalter sorgen für sicheren Fahrspaß

02  Mit seinem präzisen Schaltpunkt erfasst der Näherungsschalter zuverlässig das Loch im Alumi­nium-Rad des Megacoasters

03  Oliver Gebhardt ist Projektleiter bei Emis Electrics

04  Der Blick unter die Bahn zeigt das Kupfer-Schaltschwert des Wodan-Timburcoaster-Wagens über dem Uprox+-Sensor

05  Bei der Schiffsflotte des Europa-Parks erfassen Uprox+-Sensoren im wasserdichten Gehäuse unter der Wasseroberfläche die Einfahrt in den Hafen, um die Wasserkanonen rechtzeitig abzuschalten

Nahezu jeder Sensoranbieter hat auch induktive Näherungsschalter im Programm. Die Unterschiede bei den Produkten und dem Service sind dabei zwar manchmal klein, aber fein. Im Europa-Park in Rust entschieden sich die Verantwortlichen dazu, in den neuesten Achterbahnen Sensorik von Turck einzusetzen. Den Ausschlag dafür gaben der höhere Schaltabstand, ein präziser Schaltpunkt sowie das saubere Schaltverhalten der Uprox+ -Sensoren .

Der Europa-Park konnte im vergangenen Jahr mehr als 4,5 Millionen Besucher begrüßen. Gleichzeitig war 2012 das Jahr des höchsten Investitionsvolumens in der ­Geschichte des Familienunternehmens, das unter anderem mit der ­neuen Großattraktion, der Holzachterbahn Wodan-Timburcoaster (Bild 1), neue Maßstäbe setzen will. Bei ihr sorgt, wie bei der 2009 eröffneten Achterbahn Blue Fire Megacoaster, unter anderem Sensortechnik von Turck für Sicherheit. Während die meisten Achterbahnen in einer Lift-Phase zu Beginn auf den höchsten Punkt der Fahrt gezogen werden und dann, ­allein durch ihre Lageenergie angetrieben, die Strecke bis zum Bahnhof hinunter rasen, beschleunigt der Blue Fire durch ein Katapult-System aus dem Stand innerhalb von 2,5 s auf 100 km/h. Für die Beschleunigung sorgt ein linearer Induktionsmotor, der am Zug – wie bei einer Magnetschwebebahn – berührungslos ein statisches Magnetfeld mit einem Wandermagnetfeld erzeugt.

Positionsermittlung über die Radumdrehungen
Die Fahrgäste begleitet ein für die Fahrt komponiertes Sound-Arrangement, das abhängig von der Position der Bahn gestartet wird. Auch die Videokamera, die die Fahr­gäste während der Fahrt aufzeichnet, wird erst an einem bestimmten Streckenabschnitt gestartet. Diese Funk­tionen sind im On-board-System Oracs zusammengefasst, das von Emis Electrics stammt. Der Systemintegrator entwickelt und fertigt die Elektronik und die Steuerung der Achterbahnen unter anderem für den Europa-Park .
Die Steuerung berechnet die Posi­tion des Zuges nicht durch Triggerpunkte an der Schiene, sondern über die Umdrehungen seiner Laufräder. Dazu befindet sich bei jedem Zug an einem Aluminiumrad ein induktiver Näherungsschalter, der die Umdrehungen des Laufrads über Löcher in der Alufelge erfasst (Bild 2). Der metallfreie Raum am Laufrad ist dabei recht begrenzt. „Wir hatten hier anfangs einen anderen Näherungsschalter im Einsatz. Der funktionierte zwar sicher, hatte aber einen recht geringen Schaltabstand. Wenn die Räder bei der Wartung abgenommen wurden, stieß der Mechaniker auch mal leicht gegen den Sensor, die Halterung verbog sich und wir mussten neu justieren“, beschreibt Oliver Gebhardt, zuständiger Projektleiter bei der Emis Electrics Niederlassung in Waldkirch (Bild 3), die Situation. „Wir haben lang nach ­einem Sensor mit höherem Schaltabstand gesucht. Die meisten anderen Sensoren hatten zwar auch den erforderlichen Schaltabstand, wie der Sensor NI10U von Turck , benötigten aber zum Zurückschalten mehr Freiraum.“
Der Sensor aus der Uprox+ -Familie kennzeichnet sich durch sein sauberes Schaltverhalten mit einem präzisen Schaltpunkt. „Durch die Erfassungskeule der Turck -Sensoren konnten wir die Verfügbarkeit der Anlage deutlich erhöhen“, ergänzt O. Gebhardt. An der Blue Fire-Achterbahn erfassen Uprox+ -Sensoren außerdem die korrekte Schließung der Sicherheitsbügel. Hersteller dieses Megacoasters ist die auf Stahlfahrgeschäfte spezialisierte Firma Mack Rides , die den Europa-­Park ursprünglich als Ausstellungspark für ihre Fahrgeschäfte gründete.

Blocksystem sichert Holzachterbahn
Die Holzachterbahn Wodan, die sich thematisch im Feld nordischer Mythologie bewegt, stammt hingegen vom amerikanischen Hersteller Great Coasters International . Auch für diese Bahn plante Emis Electrics die Steuerung und das Elektronikkonzept. Der Betreiber Europa-Park setzt dabei die Standards an die Steuerung und die verwendeten Elektro- und Elektronikkomponenten. Teil dieser Vorgabe ist, dass nur zwei Sensortechnikhersteller eingesetzt werden dürfen – einer ­davon ist Turck . So hält der Freizeitpark seine Lagerhaltung überschaubar und die Wartungszeiten kurz.
Die Sicherheitsanforderungen an Personenfahrgeschäfte sind enorm hoch. So sind die Normen noch strenger als bei Fahrstühlen. Achterbahnen sind in der Regel mit einem Block­sicherheitssystem ausgerüstet. Als Block bezeichnet man einen Streckenabschnitt zwischen zwei Bremspunkten der Bahn. Kern des Systems ist, einen Streckenabschnitt erst für die Bahn freizugeben – also erst dann die Bremsen zu öffnen – , wenn die vorherige Bahn den nächsten Block verlassen hat. Über das Blocksystem wird außerdem die Geschwindigkeit der Bahn ermittelt, indem die Fahrtzeit zwischen den Blöcken nachgehalten wird.

Faktor-1-Sensoren erfassen Kupferschaltschwerter
In der Regel überwachen und steuern Näherungsschalter das System. Sie erfassen die sogenannten Bremsschwerter aus Kupfer, die über die gesamte Zuglänge am Boden der Bahn im Abstand von 70 cm befestigt sind (Bild 4). „Kupfer ist ein nicht magnetisches Metall. Das ist wichtig, um auf die Magnetbremsen zu reagieren, die die Geschwindigkeit des Zugs bei Bedarf reduzieren“, erklärt Markus Spoth, Betriebsleiter Elektrotechnik beim Europa-Park. Allerdings sprechen induktive Schalter mit Ferritkern-Technologie auf Kupfer schlecht an. Daher musste an dieser Stelle ein Faktor-1-­Sensor eingesetzt werden, der bei allen Metallen denselben Schaltabstand garantiert. Unter den Faktor-1-Sensoren konnte sich der NI75 von Turck gegen die Konkurrenzprodukte durchsetzen. Da er einen gesicherten Schaltabstand von circa 6 cm bietet, kann die Bahn auf den Schienen ein Spiel von bis zu 2,5 cm nach links oder rechts haben. „Die Sensoren erfassen das 12 mm dicke Bremsschwert auf der Bahn mal von unten, mal seitlich. In beiden Fällen brauchen wir ein sauberes Schaltverhalten. Mit den Turck -Schaltern war diese unübliche Konstruktion möglich. Sie liefern in beiden Einbaupositionen einen sauberen Schaltpunkt“, erklärt O. Gebhardt.

Vielfältig einsetzbar
Die Reihe der eingesetzten Turck -Sensoren im größten Freizeitpark Deutschlands könnte noch fortgesetzt werden. So schaltet ein Uprox+ -Sensor beim Wasserfahrgeschäft Whale Adventures Splash Tours die Wasserkanonen ab (Bild 5). Wesentlicher Vorteil der quaderförmigen Schalter für Emis Electronics war, dass sie ihn bei Turck direkt mit passendem Schutzgehäuse zur Unterwasser-Montage bestellen können.
Weitere Einsätze für Turck -Sensoren im Freizeitpark sind absehbar. So sollen in Zukunft Neigungswinkelsensoren an der Schiffschaukel Windjammer eingesetzt werden. An ­einem neuen Rundfahrgeschäft, das sich teilweise ins Wasser absenkt und über drei Motoren angesteuert und gehoben wird, sollen induktive Linearwegsensoren in Zukunft den Rundlauf des Fahrgeschäfts gewährleisten. (no)

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Autor: Martin Maurer ist Vertriebsspezialist bei Turck in Mülheim.